聲波陶瓷片,聲波雷達(dá)陶瓷片,聲波倒車?yán)走_(dá)陶瓷片,聲波換能片
壓電陶瓷片是一種電聲換能器,既可將聲波或聲波的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電信號(hào),亦可將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波或聲波。
壓電聲探頭的原理有點(diǎn)像雷達(dá),壓電陶瓷片在某一時(shí)刻發(fā)出聲波,聲波碰到物體后反射回來,探頭轉(zhuǎn)換成接收模式,將反射回來的聲波轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。聲波的頻率及被探測(cè)物體的質(zhì)量變化將導(dǎo)致探頭的輸出信號(hào)的變化。現(xiàn)代壓電聲探頭由兩組壓電陶瓷片組成,在某一時(shí)刻一組壓電陶瓷片發(fā)出聲波,而另一組壓電陶瓷片接收聲波。
壓電陶瓷片的諧振頻率與其尺寸,厚度及材料有關(guān),一般來講較小,較厚及較硬的壓電陶瓷片有較高的諧振頻率。對(duì)聲波來講應(yīng)大于20kHz。
人耳只能感覺到大約 20 000 Hz 的聲波,頻率更高的聲波就是聲波了.聲波廣泛地應(yīng)用在多種技術(shù)中.
聲波有兩個(gè)特點(diǎn),一個(gè)是能量大,一個(gè)是沿直線傳播.它的應(yīng)用就是按照這兩個(gè)特點(diǎn)展開的.
理論研究表明,在振幅相同的情況下,一個(gè)物體振動(dòng)的能量跟振動(dòng)頻率的二次方成正比.聲波在介質(zhì)中傳播時(shí),介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率很高,因而能量很大.在我國北方干燥的冬季,如果把聲波通入水罐中,劇烈的振動(dòng)會(huì)使罐中的水破碎成許多小霧滴,再用小風(fēng)扇把霧滴吹入室內(nèi),就可以增加室內(nèi)空氣的濕度.這就是聲波加濕器的原理.對(duì)于咽、等,藥力很難患病的部位.利用加濕器的原理,把藥液霧化,讓病人吸入,能夠增進(jìn)療效.利用聲波的大能量還可以把人體內(nèi)的結(jié)石擊碎.
金屬件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻煩事.如果在放有這些物品的清洗液中通入聲波,清洗液的劇烈振動(dòng)沖擊物品上的污垢,能夠很快清洗干凈.
俗話說“隔墻有耳”(圖1),這說明聲波能夠繞過障礙物.但是,波長(zhǎng)越短,這種繞射現(xiàn)象越不明顯,因此,聲波基本上是沿直線傳播的,可以定向發(fā)射.如果漁船載有水下聲波發(fā)生器,它旋轉(zhuǎn)著向各個(gè)方向發(fā)射聲波,聲波遇到魚群會(huì)反射回來,漁船探測(cè)到反射波就知道魚群的位置了.這種儀器叫做聲納.聲納也可以用來探測(cè)水中的暗礁、敵人的潛艇,測(cè)量海水的深度.
根據(jù)同樣的道理也可以用聲波探測(cè)金屬、陶瓷混凝土制品,甚至水庫大壩,檢查內(nèi)部是否有氣泡、空洞和裂紋.
人體各個(gè)內(nèi)臟的表面對(duì)聲波的反射能力是不同的,健康內(nèi)臟和病變內(nèi)臟的反射能力也不一樣.平常說的“”就是根據(jù)內(nèi)臟反射的聲波進(jìn)行造影,幫助醫(yī)生分析體內(nèi)的病變(圖2).
有趣的是,很多動(dòng)物都有完善的發(fā)射和接收聲波的器官.以昆蟲為食的編幅,視覺很差,飛行中不斷發(fā)出聲波的脈沖,依靠昆蟲身體的反射波來發(fā)現(xiàn)食物.海豚也有完善的“聲納”系統(tǒng),使它能在混濁的水中準(zhǔn)確地確定遠(yuǎn)處小魚的位置.現(xiàn)代的無線電——雷達(dá),質(zhì)量有幾十、幾百、幾千千克,蝙蝠的聲定位系統(tǒng)只有幾分之一克,而在一些重要性能上,如確定目標(biāo)方位的度、干擾的能力等都遠(yuǎn)現(xiàn)代的無線電.深入研究動(dòng)物身上各種器官的功能和構(gòu)造,將獲得的知識(shí)用來改進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)備和創(chuàng)制新的設(shè)備,這是近幾十年來發(fā)展起來的一門新學(xué)科,叫做仿生學(xué).


